土木工程专业结构力学课程思政建设的探索与实践
作者: 吴忠铁,范萍萍,李守华,王晓琴
摘 要:结构力学是土木工程专业的一门核心课程,课程思政建设是立德树人对其发展的必然要求。文章以结构力学专业知识为载体,以生动的案例为依托,充分挖掘结构力学课程的思政元素,积极探索和开展结构力学课程思政建设。通过相关知识点的融合和映射,激发学生的民族自信和爱国情怀,培养学生的社会责任和使命感,有助于树立正确的人生观、世界观和价值观,达到协同育人的目的。
关键词:结构力学;课程思政;立德树人
中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2022)07-0084-05
Abstract: Structural Mechanics is a Key Course in Civil Engineering. Construction of "curriculum ideology and politics" of Structural Mechanics was the inevitable requirement of cultivating morality and cultivating people. Based on its professional knowledge and vivid cases, this paper fully explored the ideological and political elements of structural mechanics course, and actively explored and developed the construction of "curriculum ideology and politics" of Structural Mechanics course. Through the integration and mapping of relevant knowledge, it stimulated students' National Confidence and Patriotism and cultivated students' sense of social responsibility and mission. It helped to establish its correct outlook on life, world outlook and values to achieve the purpose of collaborative education.
Keywords: Structural Mechanics; curriculum ideology and politics; cultivating morality and cultivating people
高校作为把青年大学生培养成为社会主义事业建设者和接班人的关键阵地,始终要把握问题导向,要积极回答“初心三问”,即“培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人”,并为了实现这三个目标而不断锐意改革和努力奋斗。全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措。深刻领悟立德树人和新工科建设的重要内涵,在高校教育教学过程中积极开展思政课建设有利于学生了解国情、党情、社情和民情,有利于学生坚定信仰,增强学生的社会责任感和使命感,激发学生的“四个自信”和爱国情怀,对解决“初心三问”问题有重要的意义。因此,开展课程思政建设是立德树人的关键环节,是解决“培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人”的重要保障。力学类课程是工科专业广泛开设的专业基础必修课程。通过力学类课程的学习,使学生全面系统地了解构件、结构的受力变形及破坏规律;掌握构件、结构的设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用;树立正确的设计思想、创新的设计精神。但是,力学类课程涉及大量的概念、抽象的内容、繁复的公式,再加上对学生前期储备的数学及物理知识要求较高,因此,学生学习过程普遍较为吃力。根据这一现状,结合力学课程特点,积极挖掘课程内所蕴含的思政元素,并将其融入课程教学的相关环节,在打破课堂沉默、提升学习动力、促进自主学习、坚定理想信念方面起到了积极作用。力学课程内容具有自身的特点,其知识体系具有理论性和逻辑性相对较强特点,其课程思政建设相对其他课程而言难度较大。但国内高校的教师还是好好地抓住了这一块思想教育的阵地,也对力学课程的课程思政建设进行了广泛的尝试和探索,并获得了有意义的成果。
牛智勇等[1]人采用案例、小组讨论、人文故事以及思维实验等教学方法开展了土力学课程思政建设,将思政元素引进课堂,将专业课程与思想政治教育有机结合起来,形成协同育人效应。闫小康等[2]人在工程流体力学中探讨了教学内容中思政教育素材的分类提炼,思政元素与专业知识之间的有机融合,潜移默化地对学生进行理想信念层面的精神指引。李娜等[3]人主要通过材料力学课程中挖掘课程的思政元素,提炼出厚植爱国情怀、培养责任担当精神、增强人文素养和加强职业教育等四条主线,形成了系统的教学案例,实现了知识传授、能力培养和价值塑造三者有机结合的人才培养目标。王安强等[4]人深入挖掘材料力学课程包含的思政元素,利用经典故事、典型案例等高度凝练和融合思政元素形成了系统的思政教学案例,积极开展了材料力学思政课程建设。这些力学思政课程的建设都取得了较好的思政育人效果。
根据结构力学课程教学内容的特点,作者进行了结构力学课程思政的建设。在课程思政实践过程中使学生在掌握专业知识的同时获得思想道德上的引导和启发,通过各个知识点与思政元素的讲解,使学生更深刻地理解“四个自信”、中国力量、科技创新、同心同德和团结等思政元素,培养学生的民族自信、文化自信和工匠精神;培养土木工程专业学生的职业道德和爱国敬业的价值观,使专业教育与思政教育同向而行,形成协同育人效应。
一、结构力学课程思政建设的目标
(一)课程教学目标
课程目标1:认识结构力学的基本任务,了解不同类型结构的特点,掌握实际结构的结构模型简化方法,能够对结构布置进行合理性判断。
课程目标2:了解静定结构的受力特性,熟练地掌握梁和刚架内力与桁架内力的计算方法,并能够熟练绘制内力图;掌握静定组合结构和拱的内力计算方法,具有对各种静定结构进行计算的能力;了解虚功原理,掌握静定结构的位移计算方法及应用。
课程目标3:熟悉影响线的基本概念和绘制方法,掌握静力法和机动法绘制影响线的过程,掌握利用影响线计算结构内力和确定移动载荷的最不利位置。
课程目标4:了解超静定结构的力学特性,掌握力法、位移法、渐进法、矩阵位移法的基本原理,能利用相应方法对结构模型进行简化,并进行超静定结构的内力和位移计算。
课程目标5:熟悉结构动力学的基本理论,掌握结构模型的基本分析方法和计算过程,能够对实际模型进行简化计算和分析。
(二)课程育人目标
本课程以结构力学的专业知识为载体,以生动的典型工程案例为依托,结合结构工程中具体的数据、丰富的建筑结构图片和施工建造过程视频资料等,通过课程中相关知识点的融合和映射,使学生理解“四个自信”、民族共同体意识、中国力量、科技创新、同心同德和社会团结;培养学生的民族自信、文化自信和工匠精神;培养学生土木工程专业的职业道德和社会主义爱国敬业价值观。
二、结构力学课程思政建设的基本教学思路
结构力学课程思政建设的基本教学思路如图1所示,其详细的教学思路和方法如下。
(1)采用案例嵌入式思路进行课程思政。例如在讲解结构工程概念背景时,嵌入中国古建筑案例和建筑工程鲁班奖案例;在讲解结构简化过程时,嵌入工程事故分析案例,通过形象生动的案例,达到课程思政的目标。
(2)采用隐性渗透式思路进行课程思政。例如在讲解结构体系时隐性渗透56个民族是一家,共同发展,共同富裕,同呼吸共命运的理念,培养学生的民族共同体意识;在讲解铰结三角形基本规律时隐性渗透出没有规矩不成方圆,青年学生要遵守大学生守则。
(3)通过画龙点睛式思路进行课程思政。例如在讲解渐近法的过程中,提出精确解和近似解的相关性,运用画龙点睛式方式恰当地提出理想目标的实现要从实践出发,日积月累、坚持不懈、持之以恒的思政点,将专业课知识点与思政点进行融合,做到寓道于教、寓德于教、寓教于乐。
三、结构力学课程思政建设的主要教学手段和途径
为了能够将专业知识与思想教育很好的结合,在结构力学课程思政的建设过程中采用了几种主要的教学手段和途径。
(一)优质合理的教材
本课程选用龙驭球教授主编、高等教育出版社出版的《结构力学》一书作为本课程的教材,该教材是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材、面向21世纪课程教材。该教材符合我校土木工程专业建筑工程方向的培养计划,也符合本课程的教学大纲,教材讲解深入详细,能较好地兼顾我校学生的实际知识水平和接受能力。
(二)典型的工程案例
由于本课程具有理论性和逻辑性强、与工程联系紧密度的特点,本课程讲授中将引进一些实际的工程案例。主要包括古建筑、近代的著名工程等穿插在各个知识点和思政点的讲解中,通过理论联系实践,提高学生的学习兴趣,培养学生的社会责任感和使命感,帮助学生建立爱国敬业的价值观。
(三)丰富的图片和视频
在本课程的课程思政改革中将使用丰富的实际工程图片,并在课后要求学生观看《建设者》和《超级工程》等与课程知识相关的视频,以丰富的图片和视频作为载体,提高学生的学习兴趣,培养学生的职业道德,增强学生的民族自信、文化自信,培育学生的工匠精神。
(四)合理使用多媒体课件
本课程的教学将采用多媒体教学与传统板书相结合的方式,通过传统板书进行理论推导和计算分析,通过多媒体课件展示生动的案例和丰富的图片、视频,从而提高本课程的教学效果,加深学生对思政点的印象和理解。
(五)多种教学方式融合
在整个思政课的建设过程中根据不同的章节内容和特点,采用启发式、探讨式和案例式等多种教学方式联合应用。其目的是有效地吸引学生的注意力,提升学生的学习兴趣和主动性,增加课堂的互动效果,达到教授专业知识,启迪思想,培养独立思考、创新思维和自主学习的能力。
四、结构力学课程思政建设的专业知识与思想教育的融入点
在结构力学思政课程建设过程中,其专业知识与思政元素有效结合才能达到协同育人的效果,因此恰当地分析和选择合理的教材是挖掘思政元素的重要环节。在实际的教学过程中,本文所选用的教材为高等教育出版社出版的龙驭球等人编著的《结构力学I-基本教程》。通过几轮的教学分析和讨论,总结和凝练出各个章节基本的融入点。
(一)第1章 绪论
(1)结构概念:以工程结构概念为切入点,以著名的工程建筑为背景,采用多媒体等形式介绍国内外各种建筑形式,重点引入赵州桥、长城、应县木塔、鸟巢和港珠澳大桥等中国著名建筑,培养学生的民族自信、文化自信、鲁班精神和工匠精神。
(2)结构体系概念:以杆系结构体系概念为切入点,介绍刚体、单杆和结构体系等相关课程研究对象,渗透民族与国家、个人与集体关系意识,56个民族是一家、共同发展、共同富裕、同呼吸共命运,培养学生的中华民族共同体意识。
(3)计算简图实例:以实际工程和计算简图为切入点,以实际工程为背景,采用现实生活中的工程案例,建筑倒塌等地震灾害的现场状态反映作为工程技术人员的责任和义务,建立起学生的社会责任感与专业使命感。
(二)第2章 几何构造分析